JPH10330000A - 部品のセンタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルムスプールまたはこれと類似の部品の
センタリング装置を提供する。 【解決手段】 フレームの内側および外側端部の両方に
配置された中空軸１０８、１１０または部品支持手段
は、フィルムスプール１０の端部またはフランジ１８、
２０との係合のために用いられる。旋回部材によって、
両方の中空軸１０８、１１０がスプール１０に近づくお
よび離れる方向に同時に直線移動する。これら中空軸１
０８、１１０はスプール１０のセンターラインに対して
等距離となるように移動するので、スプール１０に巻き
取られるウェブ１２のセンターラインは常にスプール１
０のセンターラインと一直線上に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプールまたはこ
れと類似した部品をセンタリング（心合わせ）するため
の装置および方法一般に関する。より詳細には、本発明
は、巻き取られるウェブを収容するフィルムスプールま
たはこれと類似した部品をセンタリングするための装置
であって、通常スプールへの巻取り時に発生するフィル
ムスプールとウェブとの合わせずれを最小限にするため
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】長尺のウェブ材を巻き取ってパッケージ
ングするために、非常に数多くの方法および装置が長年
にわたって開発されてきた。例えば、米国特許第２,９
４０,２３２号は、長尺のウェブが写真スプール上に巻
かれた写真フィルムとともに用いる装置を開示してい
る。一般にかかる装置は、この装置と協働するスプール
中空軸を、対応するフィルム終端部に対してスプールの
内側または外側フランジのいずれかから配置する。一端
からの許容誤差が累積していくと、フィルムのセンター
ラインとスプールのセンターラインとの合わせずれにつ
ながる。この合わせずれによってすべての許容誤差が一
方側だけに加えられる。

【０００３】スプールへの巻取り時に、スプールとウェ
ブとの合わせずれを減少させるための改良がなされてき
たが、製造速度が向上し続けるのにつれて絶え間ない改
良が必要であることは明らかである。例えば、米国特許
第５,１０５,５３５号は、スプール係合部材が１つのク
ランク部材によって互いに近づくまたは離れる方向に正
確に移動する、フィルムスプール用センタリング装置を
開示している。この装置は、中空軸を定位置にまで動か
すクランク駆動部を用いるが、１つの中空軸は定位置に
駆動され且つもう一方の中空軸はスプールサイズが変わ
ってもいいようにばね付勢されている。

【０００４】米国特許第４,１０５,１７２号は、対向す
るマンドレルが液圧作動式トグル手段によって互いに近
づくように均等に配置されたセンタリング装置を提供す
るものである。２つのマンドレルはある１つの固定長さ
を有しているので同時刻に同じ位置に来る。要するに、
この装置のマンドレルは互いが相手を停止させる。さら
に、この特許はスプールのサイズ変更について触れてい
ない。この特許に述べられたトグルは、マンドレルだけ
と係合するために用いられる。

【０００５】さらに、米国特許第５,０６０,８７８号
は、モータが１つのスピンドルを駆動して一対のロール
係合アームを互いに近づくまたは離れる方向に移動させ
るようにしたセンタリング手段を開示している。この装
置は、いかなるサイズのロールもつかむものであるが、
組み立てられた全体を機械に対するロールの端位置に移
動させるためのシリンダを有している。つまり、その目
的はフィルムスプールの許容誤差の変動に関わらずセン
ターラインを一定に維持することではない。

【０００６】さらに、米国特許第４,４６７６,４４９号
は、一対の近接スイッチが一対の機械（loom）ホルダの
不正確な位置を測定するために用いられ、且つしかる後
に一方または両方を正しくセンタリング調節するような
センタリング装置を開示している。この参考文献は、ス
プールのフランジを測定するためにセンサを用い、スプ
ールフランジを中央に駆動するコントローラにセンサか
らの信号を入力することを教示している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したタイプの自動
パッケージ装置および方法は許容できる程度および長年
にわたる成功を実現してきたが、ウェブとスプールとの
間の合わせずれを少なくするようにウェブを収容してウ
ェブの収縮を少なくするための、フィルムスプールのよ
うな部品をセンタリングするための装置および方法が求
められ続けている。特に、様々な芯部長さを有するスプ
ールを用いるとき、合わせずれを防止するようにしてウ
ェブを有するスプールをセンタリングすることによっ
て、スプール配置プロセス中に必要とされるさらなる改
良および大なる効率化を達成する機会が提供される。

【０００８】本発明の目的は、特にウェブを収容するた
めのフィルムスプールまたはこれと類似の部品をセンタ
リングすることが可能な装置を提供することである。

【０００９】本発明の別の目的は、スプール配置の間に
おける長尺のフィルムとフィルムスプールとの合わせず
れを最小にする装置を提供することである。

【００１０】本発明のさらに別の目的は、スプール配置
の間におけるスプールとウェブとの合わせずれが最小と
なるようにフィルムスプールまたはこれと類似の部品を
センタリングする方法を提供することである。

【００１１】本発明のさらに別の目的は、芯部長さの変
化に関わらずフィルムスプールを繰り返してセンタリン
グする装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、一直線上に配置された一対の部品支持手段が駆動
手段によって互いに近づくおよび離れる方向に移動し
て、フィルムスプールまたは部品の中央部が部品支持部
材の停止部材から等距離となるようにフィルムスプール
または部品の端部を支持することである。

【００１３】本発明のこれらおよび他の目的を達成する
ために、様々な長さを持ち得る細長い芯部と、第１の端
部と、前記第１の端部と対向する第２の端部と、前記第
１の端部と前記第２の端部との中間にある中央部とを有
する部品のセンタリング装置が提供される。本発明によ
ると、この装置は、内側端部、および、この内側端部と
対向する外側端部を有するフレームを具備している。第
１および第２の部品支持手段は、互いに一直線上に配置
されるようにフレームに設けられている。前記第１の部
品支持手段は、前記部品の前記第１の端部を支持するた
めに前記内側端部に設けられ、前記第２の部品支持手段
は、前記部品の前記第２の端部を支持するために前記外
側端部に設けられている。また、前記第１および第２の
部品支持手段が、これらによって支持される前記部品の
各端部の軸方向の動きを制限するために設けられた第１
および第２の固定停止部材をそれぞれ有している。ま
た、前記第１および第２の部品支持手段と関連付けられ
た手段が設けられることにより、前記第１および第２の
部品支持手段を互いに離れるおよび近づく方向に直線移
動させることが可能となっている。さらに、前記第１お
よび第２の部品支持手段を互いに近づく方向に直線移動
させることにより、前記部品はその中央部が前記第１お
よび第２の部品支持手段の前記第１および第２の固定停
止部材から等距離となるように一直線上に配置された状
態で支持される。

【００１４】本発明の別の態様によると、様々な長さを
持ち得る細長い芯部と、第１の端部と、前記第１の端部
と対向する第２の端部と、前記第１の端部と前記第２の
端部との中間にある中央部とを有するウェブを収容する
部品のセンタリング方法が提供される。この方法は、部
品の端部を支持するために一対の対向した部品支持部材
を備えるステップを含んでいる。前記部品支持部材は、
前記端部の軸方向の動きを制限するためにショルダー部
を有している。また、前記部品支持部材が互いに離れる
および近づく方向に直線移動するのを可能とする手段を
備えるステップを含んでいる。前記部品支持部材はこの
プロセスで互いに一直線上に配置されていることが重要
である。さらに、部品の端部を支持するために、対向し
た部品支持部材を互いに近づく方向に移動させるステッ
プを含んでいる。さらに、部品の中央部がショルダー部
の中間に位置するように部品が部品支持部材によって支
持される。この結果、部品はセンタリングされてウェブ
を収容する。

【００１５】従って、本発明の重要で有利な効果は、部
品支持手段または中空軸によって支持されるフィルムス
プールまたは類似部品が、細長い芯部の大きさに関係な
く、スプールに巻き込まれるウェブまたは長尺フィルム
に対して常にセンタリングされることである。また、本
発明の別の利点は、中空軸に設けられた偏倚センタリン
グハブが一直線上に配置された部品支持手段を通る軸上
にスプールの回転中心を位置させることである。さら
に、本発明の別の重要な利点は、もし中空軸がフィルム
スプールと係合している間においてフィルムスプールが
中空軸間に不正確に配置されると、スプールを偏倚する
ばねが第１の駆動手段の過負荷状態を中止させることで
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図
において同じ符号は同じ構成要素を示すものとする。

【００１７】図１には、３５ｍｍフィルムのような写真
フィルム１２または他のウェブ材の長尺体を巻き取るた
めに用いられる公知のフィルムスプール１０が描かれて
いる。一般に、スプール１０は、長尺のフィルム１２が
巻き込まれる通常円柱形の外面１６を有する細長い芯部
１４を具備している。芯部１４は、一般には製造上許さ
れる範囲内で様々な長さを取ることができる。スプール
１０は以下端部フランジ１８、２０という（一対の）第
１および第２の端部を含んでおり、芯部１４に取り付け
られた端部フランジ１８、２０からは凹みを有する軸受
け（ハブ）２２、２４が突設されている。また、スプー
ル１０の芯部１４に沿った中央部２６は、第１および第
２の端部すなわち端部フランジ１８、２０の中間地点と
して定義される。

【００１８】次に、図２〜図４には、フィルムスプール
１０またはこれと類似の部品のセンタリング装置１００
が描かれている。大まかにいうと、装置１００は、内側
端部１０４とこの内側端部１０４と対向する外側端部１
０６とを有する、好ましくは硬質のフレーム１０２を備
えている。以下により詳細に説明するように、フレーム
の内側端部１０４上には、フィルムスプールまたは部品
１０の第１の端部１８を支持するための第１の部品支持
手段１０８が設けられている。同様に、対向する外側端
部１０６上には、フィルムスプールまたは部品１０の第
２の端部１８すなわち端部フランジ２０を支持するため
の第２の部品支持手段１１０が設けられている。

【００１９】図３、図４に示されているように、好まし
くはイリノイ州ウィーリング（Wheeling）のカムコカン
パニー（Camco Company）の製造による振動駆動器であ
る手段１３０は、以下内側および外側中空軸１０８、１
１０という第１および第２の部品支持手段を直線運動さ
せる。さらに、内側および外側中空軸１０８、１１０
（図２に明確に描かれている）は、互いの位置が一直線
上となるように配置されており、且つ、軸１２２に沿っ
て互いに近づいたり離れたりして動くようにフレーム１
０２に対して設けられている。一方では、内側および外
側中空軸１０８、１１０が互いに近づく方向に直線運動
を行うことで、フィルムスプールまたは部品１０は、そ
の中央部２６が内側および外側中空軸１０８、１１０の
第１および第２の固定ショルダー部１１６、１１８（図
５、図６に示されている）からそれぞれ等距離となるよ
うに一直線上に配置されて支持されるようになる。他方
では、内側および外側中空軸１０８、１１０が軸１２２
に沿って互いに離れる方向に直線運動を行うことで、フ
ィルムスプールまたは部品１０は取り外され、以下の独
立した処理のために下流に供される。

【００２０】さらに図３、図４、図７を参照すると、本
発明の好適な実施の形態では、第１および第２の中空軸
１０８、１１０が第１の駆動手段１３０および旋回（ピ
ボット）アーム１３２によって直線的に駆動される。旋
回アーム１３２は、出力シャフト１３４を介して第１の
駆動手段１３０に動作可能に接続されている。出力シャ
フト１３４は第１の駆動手段１３０と固定接続されてい
る。入力シャフト６２は第１の駆動手段１３０に対して
動作可能に接続されている。入力シャフト６２は、図示
しない手段によって連続的に駆動され、第１の駆動手段
１３０へ入力を与える。接続部品１３６、１３８は、第
１および第２の中空軸１０８、１１０とそれぞれ接続さ
れている。接続部品１３６は、ピボットジョイント１５
２によって旋回アーム１３２に回動可能に接続され且つ
第１の接続シャフト１４４に固定接続された第１の選択
接続部材（flexture）１５０を含んでいる。接続部品１
３８は、ピボットジョイント１６６によって旋回アーム
１３２の一端に回動可能に接続された第２の接続シャフ
ト１６４を含んでいる。第２の接続シャフト１６４のも
う一方の端部は、第２の選択接続部材１６０の一端に固
定接続されている。第２の選択接続部材１６０の他端は
モータブラケット１５４に固定取り付けされている。さ
らに、旋回アーム１３２は、第１の駆動手段１３０の出
力シャフト１３４に接続された針状ころ軸受１４０のま
わりを自由に回動する。また、図７に示されているよう
に、旋回アーム１３２は、突出したばね１３５によって
停止部材１３３に対して偏倚されている。

【００２１】図５に示すように、外側中空軸１１０の駆
動面１１８とフィルムスプール１０の端部フランジ２０
との摩擦によって、それによって第２の駆動手段１９０
がフィルムスプール１０を駆動して長尺フィルム１２の
巻物を巻き上げるところの手段が提供される。本発明者
らは、外側中空軸１１０の駆動面１１８には鋳造ウレタ
ンまたはこれと同様の面であることが本発明によって有
益であることを見いだした。本発明者らの実験は、鋳造
ウレタンの表面がフィルムスプール１０のフランジ２０
と外側中空軸１１０の駆動面１１８との間の摩擦係数を
増加させることを示しており、従ってすべりが起きない
ようにすることができる。

【００２２】中空軸１０８、１１０を用いるのが好まし
いが、当業者は、部品支持手段として部分球形、丸め形
または種々の円錐形のような他の形状を本発明の別態様
として採用され得ることを認めるであろう。図６に示さ
れているように、内側中空軸１０８は、フィルムスプー
ル１０の第１の端部１８を収容し且つ支持する第１の開
口部１１２を備えたほぼ管状の形状を有している。ま
た、図６には、内側中空軸１０８にはベアリング１４５
が取り付けられており且つ内側中空軸１０８がフィルム
スプール１０の端部を締め付けつつアイドラとして機能
することが示されている。図５に示されているように、
同じく管状形状の外側中空軸１１０は、フィルムスプー
ル１０の第２の端部２０を収容し且つ支持する第２の開
口部１１４を有している。開口部１１２、１１４は、フ
ィルムスプールまたは部品１０の各端部１８、２０の軸
方向の動きを制限するように設けられた第１および第２
の固定ショルダー部１１６、１１８をそれぞれ有してい
る。

【００２３】再度図６を参照すると、内側中空軸１０８
は、ベアリング１４５を介して第１の接続シャフト１４
４の一端に回動可能に取り付けられている。図２、図３
および図６には、リニアベアリング１４６により支持さ
れて軸１２２に沿って直線運動する第１の接続シャフト
１４４が示されている。リニアベアリング１４６はフレ
ーム１０２に備え付けられている。第１の接続シャフト
１４４の他端は、図３および図７に示されているよう
に、針状ころ軸受１５２により旋回アーム１３２に固定
された選択接続部材１５０に接続されている。

【００２４】さらに図３および図５を参照すると、外側
中空軸１１０が第２の駆動手段１９０の第２の出力シャ
フト１９４に取り付けられており、第２の駆動手段がブ
ラケット１５４に取り付けられている。ブラケット１５
４は、ＴＨＫベアリングのようなリニアベアリング１９
８を介して摺動可能にフレーム１０２に取り付けられて
いる。モータブラケット１５４はその一端１５６におい
て選択接続部材１６０に接続されており、選択接続部材
１６０の他端１６２は連結シャフト１６４に接続されて
いる。また、上述したように、連結シャフト１６４の他
端は、選択接続部材１５０とは反対側においてベアリン
グ１６６により旋回アーム１３２に接続されている。

【００２５】図５および図６に描かれているように、内
側および外側中空軸１０８、１１０のそれぞれは、同一
のばね偏倚センタリングハブ１７４、１７６を含んでい
る。各ハブ１７４、１７６は、内側および外側中空軸１
０８、１１０の各開口部１１２、１１４内に配置されて
いる。さらに、偏倚センタリングハブ１７４、１７６
は、フィルムスプール１０の各端部１８、２０と係合し
てこれらが軸方向に動かないように固定する。また、偏
倚勢センタリングハブ１７４、１７６は、フィルムスプ
ール１０を中空軸１０８、１１０の軸１２２上に一直線
上に配置してフィルムスプール１０と内側および外側中
空軸１０８、１１０との間の「ふれ」を最小とするため
に先細になっている。同時に、センタリングハブ１７
４、１７６のそれぞれは、フィルムスプール１０の端部
またはフランジ１８、２０が中空軸１０８、１１０の駆
動面１１６、１１８とそれぞれ接触するまで、ばねウォ
ッシャ１８０に向かって軸１２２に沿って直線移動する
ことができる。

【００２６】図３、図４および図７を参照すると、第１
の出力シャフト１３４は、製造上の要求に依存した、決
められた回転出力角度を有している。例えば、出力シャ
フト１３４が約７゜回転したとき、内側および外側中空
軸１０８、１１０は旋回アーム１３２が動くことによっ
て互いに近づくまたは離れる方向に直線的に４００イン
チ（１０．１６ｍｍ）動く。この例では、第１の駆動手
段１３０の出力シャフト１３４がトータルで７゜回転す
ることにより、中空軸１０８、１１０が互いに近づくま
たは離れる方向に軸１２２に沿って直線的に４００イン
チ（１０．１６ｍｍ）動く。図２および図３は、旋回ア
ーム１３２がそのストロークの中程にあるときの様子を
示している。図３、図４および図７において、図示しな
い駆動手段によって（上述した）入力シャフト６２が連
続的に回転させられると、第１の駆動手段１３０の出力
シャフト１３４が内部カム（図示せず）によって振動す
る。この場合、入力シャフト６２が２０゜回転する間に
出力シャフト１３４が（７゜）回転変位する。入力シャ
フト６２を約４８゜まで回転させると、第１の出力シャ
フト１３４が旋回アーム１３２を駆動し、第１の出力シ
ャフト１３４は出力シャフトピボット停止部１３３にお
いて休止状態となり、元の位置（図示せず）に戻る。こ
の停止期間に、中空軸１０８、１１０が元の位置に戻る
ので、スプール１０およびフィルム巻物１２は別の機構
（図示せず）によって巻き込み部から横方向に取り外さ
れ得る。そして、入力シャフト６２をさらに２０゜回転
させる間に、第１の出力シャフト１３４は、図２に示し
たように、係合位置にまで回転移動する。この回転移動
の間、ばねは、出力シャフト１３４に接続された旋回ア
ーム１３２をピボット停止部１３３に向けて付勢する。
第１の出力シャフト１３４を７゜よりもわずかに小さい
角度回転させると、中空軸１０８、１１０の両方はスプ
ールの端部フランジ１８、２０とそれぞれ接触する。こ
のとき、ピボット停止部１３３は旋回アーム１３２から
離れ、旋回アーム１３２に取り付けられたばね１３５か
らの力は中空軸１０８、１１０によってフランジ１８、
２０に対して加えられる。内側および外側中空軸１０
８、１１０は、入力シャフト６２が残り２７２゜を回転
する間、フィルムスプール１０の端部または端部フラン
ジ１８、２０と係合している。この間に、長尺フィルム
１２がスプール１０上に巻き込まれる。なお、必要とさ
れる同期スプール配置時間に応じて、巻き込み部での別
の機械設備とともに、異なる変位をもつ振動器以外の別
の駆動手段が用いられてもよい。例えば、ステッパモー
タ、空力アクチュエータ、サーバモータまたは液圧機構
が本発明の別態様で用いられる。

【００２７】以上、本発明を好適な実施の形態を参照し
つつ説明したが、本発明の範囲から離れることなく様々
な設計変更が可能であり且つ好適な実施の形態の構成要
素が均等物で置換できることを当業者は理解するであろ
う。さらに、材料における特定の状況を本発明の教示す
るところに適合させるために、本発明の本質的な教示か
ら離れることなく様々な変更がなされてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によると、ウェブを収容するため
のフィルムスプールまたはこれと類似の部品をセンタリ
ングすることが可能な装置を提供することができる。ま
た、スプール配置の間における長尺のフィルムとフィル
ムスプールとの合わせずれを最小にする装置を提供する
ことができる。さらに、芯部長さの変化に関わらずフィ
ルムスプールを繰り返してセンタリングする装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置によってセンタリングされる従
来のフィルムスプールの斜視図である。

【図２】 フィルムスプールを含む部分を部分的に断面
図とした、本発明の原理に従った装置の平面図である。

【図３】 本発明の装置の正面図である。

【図４】 本発明の装置の側面図である。

【図５】 フィルムスプールの一端部と係合する外側中
空軸の断面図である。

【図６】 フィルムスプールの他端部と係合する内側中
空軸の断面図である。

【図７】 第１の駆動手段の側面図である。

【符号の説明】

１０ フィルムスプール、１２ フィルム、１４ 芯
部、１８，２０ 端部フランジ、２６ 中央部、６２
入力シャフト、１００ センタリング装置、１０２ フ
レーム、１０４ 内側端部、１０６ 外側端部、１０８
第１の部品支持手段（内側中空軸）、１１０ 第２の
部品支持手段（外側中空軸）、１１２，１１４ 開口
部、１１８ 駆動面、１２２ 軸、１３０ 第１の駆動
手段、１３２旋回アーム、１３３ 停止部材、１３４
出力シャフト、１３５ ばね、１７４，１７６ ばね偏
倚センタリングハブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 様々な長さを持ち得る細長い芯部と、第
   １の端部と、前記第１の端部と対向する第２の端部と、
   前記第１の端部と前記第２の端部との中間にある中央部
   とを有する部品のセンタリング装置において、 内側端部、および、この内側端部と対向する外側端部を
   有するフレームと、 前記フレームに配置された第１および第２の部品支持手
   段であって、前記第１の部品支持手段は前記部品の前記
   第１の端部を支持するために前記内側端部に設けられ、
   前記第２の部品支持手段は前記部品の前記第２の端部を
   支持するために前記外側端部に設けられ、さらに、前記
   第１および第２の部品支持手段が、これらによって支持
   される前記部品の各端部の軸方向の動きを制限するため
   に設けられた第１および第２のショルダー部をそれぞれ
   有しているような第１および第２の部品支持手段と、 前記第１および第２の部品支持手段が前記部品支持手段
   を通る第１の軸に沿って互いに一直線上に配置されつ
   つ、前記第１および第２の部品支持手段を互いに離れる
   および近づく方向に直線移動させるために前記第１およ
   び第２の部品支持手段と関連付けられた手段とを備えて
   おり、 前記第１および第２の部品支持手段を互いに近づく方向
   に直線移動させることにより、前記部品はその中央部が
   前記第１および第２の部品支持手段の前記第１および第
   ２のショルダー部から等距離となるように一直線上に配
   置された状態で支持されるように構成されていることを
   特徴とする部品のセンタリング装置。